(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、機内温度を用いた色ずれ量の予測誤差を低減し、色ずれ補正の精度を向上することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の画像形成部により互いに色の異なる画像を中間転写体に転写し、中間転写体に転写された画像を記録紙に転写する画像形成装置において、温度センサと、機内温度と色ずれ量を対応させた色ずれテーブルと、温度センサにより検出された機内温度と色ずれテーブルから、色ずれ量の予測値を算出する色ずれ量予測手段とを備え、温度センサにより検出された機内温度が所定の値に達したときに色ずれ量を算出し、算出した色ずれ量と当該機内温度を用いて色ずれテーブルを更新する。【選択図】図５
2013007902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成手段により互いに色の異なる画像を形成して中間転写体に転写し、前記中間転写体に転写された画像を記録紙に転写する画像形成装置において、
前記中間転写体に形成された色ずれ検出用パターンを検出することで前記複数の画像形成手段により前記中間転写体に形成される複数の画像の色ずれ量を算出する色ずれ検出手段と、
前記画像形成装置の機内温度を検出する温度検出手段と、
前記機内温度と前記色ずれ量を対応させた色ずれテーブルと、
前記温度検出手段により検出された機内温度と前記色ずれテーブルから、色ずれ量の予測値を算出する色ずれ量予測手段と、
前記色ずれ検出手段により算出された色ずれ量または前記色ずれ量予測手段により算出された色ずれ量の予測値から前記複数の画像形成手段による画像形成タイミングを補正する画像形成タイミング補正手段と、
前記温度検出手段により検出された機内温度が所定の値に達したときは、前記色ずれ検出手段により色ずれ量を算出し、算出した色ずれ量と当該機内温度を用いて前記色ずれテーブルを更新する更新手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記色ずれ量予測手段は、前記画像形成装置の印刷枚数、連続印刷時間、または機内温度の変化量が所定の値に達するタイミングで前記色ずれ量の予測値を算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
複数の画像形成手段により互いに色の異なる画像を形成して中間転写体に転写し、前記中間転写体に転写された画像を記録紙に転写する画像形成装置の制御方法において、
前記中間転写体に形成された色ずれ検出用パターンを検出することで前記複数の画像形成手段により前記中間転写体に形成される複数の画像の色ずれ量を算出する色ずれ検出工程と、
前記画像形成装置の機内温度を温度センサで検出する温度検出工程と、
前記温度検出工程にて検出された機内温度と、前記機内温度と前記色ずれ量を対応させた色ずれテーブルから、色ずれ量の予測値を算出する色ずれ量予測工程と、
前記色ずれ検出工程にて算出された色ずれ量または前記色ずれ量予測工程にて算出された色ずれ量の予測値から前記複数の画像形成手段による画像形成タイミングを補正する画像形成タイミング補正工程と、
前記温度検出工程にて検出された機内温度が所定の値に達したときは、前記色ずれ検出工程にて色ずれ量を算出し、算出した色ずれ量と当該機内温度を用いて前記色ずれテーブルを更新する更新工程と
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の制御方法を画像形成装置に実行させるためのコンピュータに読み取り可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びその制御方法、並びにプログラムに関し、特に、画像情報に基づいて記録紙上にカラー画像を形成する画像形成装置及びその制御方法、並びにプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置には、複数の画像形成部を有し、転写ベルト上に順次異なる色の像を転写する方式がある。この方式の問題点としては、機内の温度変化に伴い、レンズやミラーに歪みや変形が生じることで各色の画像を重ね合わせたときの位置が一致せず、色ずれ画像を生じてしまうことが挙げられる。
【０００３】
上記問題を解決するために、所定のタイミングで転写ベルト上に色ずれ検出用パターンを形成し、センサで色ずれ検出用パターンを読み取って色ずれ量を検出する。そして、色ずれ検出量に応じて画像書き出しタイミングなどを制御する色ずれ補正技術が知られている。
【０００４】
ところが、上記の色ずれ補正は、適当な時間間隔またはプリント枚数毎に色ずれ検出用パターンを形成する必要があるため、ダウンタイムの増加を招いている。この問題に対して、機内温度と色ずれ量の対応関係を予め保持しておき、機内温度から色ずれ量を予測することで、色ずれ検出用パターンを形成せずに色ずれを補正する技術が提案されている。例えば、色ずれ検出用パターンで検出した色ずれ量と機内温度を色ずれテーブルに蓄積し、カラー画像形成装置固有の色ずれ量特性を学習し、色ずれ検出用パターンを形成しないときの色ずれ補正精度を向上させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８１７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された画像形成装置では、色ずれ発生条件に達したときの機内温度と色ずれ量を色ずれテーブルとして保持している。
【０００７】
しかしながら、色ずれ発生条件は、一般的に、連続動作時間や連続プリント枚数が一定以上になるときであるため、色ずれテーブルの情報は、機内温度が高い状態のデータに偏ってしまう可能性がある。そのような偏ったデータではカラー画像形成装置の色ずれ量特性を正しく反映しているとは言い難いため、例えば機内温度が高くない状態における色ずれ補正精度が低い可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、機内温度を用いた色ずれ量の予測誤差を低減し、色ずれ補正の精度を向上することができる画像形成装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、複数の画像形成手段により互いに色の異なる画像を形成して中間転写体に転写し、前記中間転写体に転写された画像を記録紙に転写する画像形成装置において、前記中間転写体に形成された色ずれ検出用パターンを検出することで前記複数の画像形成手段により前記中間転写体に形成される複数の画像の色ずれ量を算出する色ずれ検出手段と、前記画像形成装置の機内温度を検出する温度検出手段と、前記機内温度と前記色ずれ量を対応させた色ずれテーブルと、前記温度検出手段により検出された機内温度と前記色ずれテーブルから、色ずれ量の予測値を算出する色ずれ量予測手段と、前記色ずれ検出手段により算出された色ずれ量または前記色ずれ量予測手段により算出された色ずれ量の予測値から前記複数の画像形成手段による画像形成タイミングを補正する画像形成タイミング補正手段と、前記温度検出手段により検出された機内温度が所定の値に達したときは、前記色ずれ検出手段により色ずれ量を算出し、算出した色ずれ量と当該機内温度を用いて前記色ずれテーブルを更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機内温度を用いた色ずれ量の予測誤差を低減し、色ずれ補正の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における色ずれ補正動作に関する機能部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】メモリに格納される色ずれテーブルの一例を示す図であり、（ａ）は、初期データとしての色ずれテーブルの一例であり、（ｂ）は初期データに色ずれ検出データが追加された色ずれテーブルの一例である。
【図４】画像形成装置における画像形成時の色ずれ補正動作の流れを示すフローチャートである（その１）。
【図５】画像形成装置における画像形成時の色ずれ補正動作の流れを示すフローチャートである（その２）。
【図６】転写ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンの一例を示す図である。
【図７】画像ＣＬＫ信号と水平同期信号と画像信号の書き出しタイミングを示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００１４】
画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色の各色用の画像形成部１０ａ〜１０ｄを有し、画像情報に基づいて記録紙上にカラー画像を形成するカラープリンタである。各色用の画像形成部１０ａ〜１０ｄはユニット化されている。
【００１５】
画像形成装置１は、像担持体としての感光ドラム２ａ〜２ｄと、半導体レーザーを光源とするレーザースキャナユニット３ａ〜３ｄと、現像器４ａ〜４ｄと、中間転写体としての転写ベルト５とを備える。さらに、画像形成装置１は、二次転写ローラ６、熱定着器７、中間転写体上に形成された色ずれ検出用パターンを検出するセンサ（レジ検センサ）１１、装置の機内温度を検出するための温度センサ１２（温度検出手段）を備える。
【００１６】
画像形成装置１では、各レーザースキャナユニット３ａ〜３ｄにより各色用の感光ドラム２ａ〜２ｄ上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、各現像器４ａ〜４ｄにより現像される。そして、感光ドラム２ａ〜２ｄ上で現像された各色のトナー画像は転写ベルト５に一次転写される。転写ベルト上の４色のトナー像は、二次転写ローラ６で記録紙に転写され、定着ローラなどからなる熱定着器７により記録紙上に定着される。
【００１７】
レーザースキャナユニット３ａ〜３ｄ内には、それぞれ不図示のＢＤセンサが設けられており、各感光ドラム２ａ〜２ｄを走査する直前のレーザ光の通過を検出し、１ラインの同期信号であるＢＤ信号を発生する。
【００１８】
図２は、図１の画像形成装置１における色ずれ補正動作に関する機能部の概略構成を示すブロック図である。
【００１９】
図２において、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置１の動作制御を行う。また、ＣＰＵ２０１は、レジ検センサ１１の読取値に基づき、色ずれ量を算出し、さらに画像形成タイミングの補正量を算出する。さらに、ＣＰＵ２０１は、温度センサ１２により検出された機内温度とメモリ２０２内に格納されている色ずれ変換式に基づき、色ずれ量の予測値を算出し、さらに画像形成タイミングの補正量を算出する。メモリ２０２には、機内温度とＹＭＣの色ずれ量とを対応づけた色ずれテーブルと、当該色ずれテーブルから算出される、色ずれ変換を行うための色ずれ変換式の情報が格納される。
【００２０】
画像形成タイミング制御部２０５は、不図示のＢＤセンサから出力された信号に基づいて主走査同期信号を生成し、各レーザースキャナユニット３ａ〜３ｄの主走査書き出しタイミングを制御する。また、画像形成タイミング制御部２０５は、ＣＰＵ２０１により算出された画像形成タイミングの補正量に基づいて、レーザースキャナユニット３ａ〜３ｄにおけるレーザ露光タイミングや露光速度の調整などを行い、各色の画像形成位置の補正動作を実行する。
【００２１】
図３は、メモリ２０２に格納される色ずれテーブルの一例を示す図であり、（ａ）は、初期データとしての色ずれテーブルの一例であり、（ｂ）は初期データに色ずれ検出データが追加された色ずれテーブルの一例である。
【００２２】
図示例のように、色ずれテーブルには、温度センサ１２により検出された機内温度Ｔ［deg］とそれに対応した基準色に対する各色の色ずれ量が格納されている。例えば、ブラック（Ｂｋ）に対するイエロー（Ｙ）の主走査方向の色ずれ量をΔｙ、機内温度をＴとすると、Δｙは次のｎ次の回帰式で表される。
【００２３】
Δｙ＝α０＋α１・Ｔ＋α２・Ｔ２＋α３・Ｔ３＋…＋αｎ・Ｔｎ        （式１）
上式１に色ずれテーブルの値を代入し、例えば最小二乗法によって回帰係数α０〜αｎを求めることができる。このような回帰式（色ずれ変換式）を用いて、機内温度から色ずれ量を予測し、さらに画像形成タイミングの補正を行う（以下、「予測補正」と呼ぶ）。
【００２４】
本実施形態では、製品出荷時の色ずれテーブルとして、製品の設計段階に得られた初期データが格納されている。この初期データは、製品の設計段階において、装置の機内温度をモニターしながら機内温度が飽和するまで連続プリント動作を行い、所定の機内温度に達したときに色ずれ検出用パターンの形成、読取を行うことで得られる。この測定を複数の機体について行い、データを平均化処理することで平均的な色ずれテーブルの初期データが得られる。
【００２５】
色ずれテーブルは、後述するように、初期データに加えてユーザー使用時に取得された色ずれ検出データがテーブルに追加され（図３（ｂ）参照）、それに合わせて回帰式も更新されていく。これによって、機体ごとに異なる機内温度と色ずれ量の特性を反映した色ずれ予測補正を行うことができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、色ずれ量として主走査方向の色ずれ量を例として用いたが、これに限定されるものではなく、副走査方向の色ずれ量や傾きなど、その他の色ずれ量であってもよい。
【００２７】
次に、本実施形態における色ずれ補正動作の流れについて図４及び図５を参照して説明する。
【００２８】
図４及び図５は、画像形成装置１における画像形成時の色ずれ補正動作の流れを示すフローチャートである。なお、本処理は、特に明記する場合を除いてＣＰＵ２０１がメモリ２０２から読み出した制御プログラムを実行することによりなされるものである。
【００２９】
図４において、画像形成装置１では、電源が投入された後、スタンバイ状態（ステップＳ１０１）を経て、プリントジョブの入力待ち状態（ステップＳ１０２）に移行する。プリントジョブの入力があった場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、プリントジョブに応じたプリント動作が開始される（ステップＳ１０３）。
【００３０】
次に、プリント動作の実行中に、ＣＰＵ２０１が通常の色ずれ補正動作の実行タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ここで、色ずれ補正動作実行タイミングとは、装置の印刷枚数が所定値に達したときや連続印刷時間が所定時間に達したときなどのタイミングであり、予め任意に設定が可能なものである。
【００３１】
ステップＳ１０４で通常の色ずれ補正動作の実行タイミングであると判断された場合、以下に述べる色ずれの検出と補正動作が行われる。
【００３２】
まず、ステップＳ１０５では、ＣＰＵ２０１は、転写ベルト上に所定の色ずれ検出用パターンを形成し、転写ベルト上の両サイドに設けられた一対のレジ検センサ１１により色ずれ検出用パターンを読み取る。転写ベルト上に形成された色ずれ検出用パターンの一例を図６に示す。
【００３３】
図６において、パターン２０ａ〜２０ｄ，２１ａ〜２１ｄは、用紙搬送方向（図中の矢印）の色ずれ量を検出するためのパターンである。パターン２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｄは、用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出するためのパターンである。通常は、転写ベルト５の駆動速度の周期的なムラを考慮して、検出用パターンは一度に複数セット形成され、サンプリング結果を平均化することで、予め定められた基準色との差を取った各色間の色ずれ量が算出される（図４のステップＳ１０５）。また、算出された各色間の色ずれ量から、補正する副走査方向の傾きや書き出し位置、主走査方向の書き出し位置や全体倍率など、項目毎に基準色を除く各色の色ずれ補正量が算出される（図５のステップＳ１０５）。
【００３４】
図４に戻り、算出された色ずれ補正量に基づいて、ＣＰＵ２０１が画像形成タイミング補正量を算出し、画像形成タイミング制御部２０５が画像形成タイミング補正を実行する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
次に、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１０５で検出された色ずれ量と機内温度を色ずれテーブルに追加し（ステップＳ１０７）、その色ずれテーブルを基に新たな回帰式を算出し、回帰式を更新する（ステップＳ１０８）。
【００３６】
ステップＳ１０７、ステップＳ１０８について具体例を挙げて説明する。
【００３７】
初め、色ずれテーブルが図３（ａ）に示す状態であったときに、ステップＳ１０５にて色ずれ検出時の機内温度が２７℃、レジ検センサ１１によって検出された色ずれ量が２２μｍであったとする。この場合、色ずれテーブルは図３（ｂ）のように２７℃におけるデータが追加され、図３（ｂ）に示す色ずれテーブルを基にして新たな回帰式が算出される。例えば、ブラック（Ｂｋ）基準のイエロー（Ｙ）の色ずれについて二次の回帰式を図３（ｂ）に示す色ずれテーブルから求めた場合、Ｙは次の回帰式になる。
【００３８】
Ｙ＝−０．０２６・Ｔ＾２＋３．９３・Ｔ−６６．７             （式２）
このように、色ずれテーブルは、平均的な値を用いた初期データの状態から、ユーザーの使用時間の経過と共に、個体固有のデータが蓄積されていく。これによって、色ずれテーブルと回帰式は画像形成装置固有の特性が反映されていくこととなる。
【００３９】
図４のステップＳ１０４において通常の色ずれ補正動作の実行タイミングでないと判断した場合、図５のステップＳ１０９に進み、ＣＰＵ２０１は、予測補正タイミングであるか否かを判断する。予測補正タイミングであると判断した場合、ＣＰＵ２０１は、機内温度の検出値と回帰式によって色ずれ量の予測値を算出し（ステップＳ１１０）、画像形成タイミング制御部２０５が画像形成タイミングを補正する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１０ではＣＰＵ２０１は色ずれ量予測手段として機能する。予測補正タイミングとは、装置の印刷枚数や連続印刷時間、機内温度の変化量が所定値に達したときなどのタイミングであり、予め任意に設定が可能なものである。なお、予測補正タイミングは、前述の色ずれ検出用パターンの形成を伴う色ずれ補正タイミングよりも頻繁に行われる設定が好ましい。これによって、色ずれ検出用パターン形成を伴う色ずれの補正後から、次の色ずれ補正が行われるまでに生じる色ずれを、予測補正によって低減することができる。
【００４０】
予測補正タイミングであった場合について、例として、ブラック（Ｂｋ）基準のイエロー（Ｙ）の色ずれに対する補正動作について説明する。
【００４１】
ステップＳ１１０において、検出した機内温度が３６．５℃であり、そのときの温度−色ずれ（Ｙ）の回帰式が上記（式２）であった場合は、イエロー（Ｙ）の色ずれ量の予測値は、この回帰式と検出した機内温度を用いて、Ｙ＝４２．２［μｍ］と算出される。
【００４２】
ここで、図７のタイミングチャートを用いて、算出された色ずれ量の予測値による画像形成タイミング補正動作について説明する。
【００４３】
図７は、画像ＣＬＫ信号と、前述した水平同期信号と、画像信号の書き出しタイミングを示したタイミングチャートである。
【００４４】
水平同期信号は前述のＢＤ信号から形成され（図中ｔ０）、さらに画像信号は水平同期信号（ｔ０）から主走査方向の余白に相当する所定の遅延時間ａの後に形成される（図中ｔ１）。色ずれ補正を行っていない初期状態においては、各色ともｔ１から画像形成が開始される。色ずれ補正時には、この主走査同期タイミングａを色ごとに変更することで画像形成タイミング補正が実行される。本実施形態では、Ｙの主走査方向の色ずれ量がＢｋ基準で４２．２ｕｍ（例えば、１２００ｄｐｉ時にはレーザ走査時間４４ｎｓ相当）であったため、イエロー（Ｙ）の主走査同期タイミングａを次式に変更することで、書き出しタイミングの補正を行う。
【００４５】
ａ’＝ａ＋４４［ｎｓ］
このように、基準色（ここではＢｋ）以外の色について、主走査同期タイミングａを色ずれ量の検出結果に応じて変更することで主走査方向の色ずれの補正が行われる。
【００４６】
図５に戻り、ステップＳ１０９において予測補正タイミングでないと判断された場合、ＣＰＵ２０１は、さらに色ずれテーブルのデータ取得タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。色ずれテーブルのデータ取得タイミングであると判断されると、ステップＳ１０５と同様に、転写ベルト上に所定の色ずれ検出用パターンを形成し、形成された色ずれ検出用パターンをレジ検センサ１１で検出し、色ずれ量を算出する（ステップＳ１１３）。
【００４７】
次に、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８と同様に、ＣＰＵ２０１は、算出された色ずれ量と機内温度を色ずれテーブルに追加更新し（ステップＳ１１４）、新たに回帰式を算出し、回帰式を更新する（ステップＳ１１５）。
【００４８】
ここで、色ずれテーブルのデータ取得タイミングとは、機内温度が所定の値に達したときなど、機内温度によって設定される。所定の機内温度とは、例えば１０℃〜４５℃の間で５℃毎に設ける、などとして、使用環境として想定される機内温度を網羅するものとする。
【００４９】
このように、前述した色ずれ補正実行タイミングの他に、色ずれテーブルのデータ取得タイミングを、機内温度を基準として別に設けることで色ずれテーブルのデータ取得時の機内温度の偏りを低減し、より精度の良い温度−色ずれ回帰式を作成することができる。
【００５０】
また、図５のステップＳ１１３における色ずれ検出用パターンの形成は、色ずれテーブルへのデータの追加が目的で行われ、そのデータのみを用いた補正動作は行われない。そのため、前述の色ずれ補正時のような、駆動速度ムラを考慮して一度に検出用パターンを複数セット形成する必要はなく、１セットずつ形成するか、或いは一度に基準色＋１色のみのパターンを形成するなどとしてもよい。これにより、データ取得のための色ずれ検出用パターン形成に伴うダウンタイムを低減することができる。
【００５１】
図４のステップＳ１１６では、ＣＰＵ２０１は、プリントジョブが終了したか否かを判断し、終了していない場合、ステップＳ１０３に戻ってプリントジョブに基づくプリント動作を再開する。一方、プリントジョブが終了したと判断された場合、装置シャットダウン指令があるか否かを判断する（ステップＳ１１７）。装置シャットダウン指令がない場合はスタンバイ状態（ステップＳ１０１）に戻る一方、装置シャットダウン指令があった場合は、ＣＰＵ２０１は装置の電源シャットダウン処理を実行し、本処理を終了する。
【００５２】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００５３】
１  画像形成装置
５  転写ベルト
１１  レジ検センサ
１２  温度センサ
２０１  ＣＰＵ
２０２  メモリ
２０３  第１のＡＤ変換器
２０４  第２のＡＤ変換器
２０５  画像形成タイミング制御部
２０６  レーザースキャナ制御部
【図１】
2013007902.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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